А.И. Нетрусов, М.А. Егоров - Практикум по микробиологии (1125598), страница 139
Текст из файла (страница 139)
Последовательность биохимических реакций, лежащих в основе этого брожения, осуществляется по гликолитиче- 467 ской схеме Эмбдена — Мейергофа — Парнаса — по именам исследователей, внесших большой вклад в изучение этого процесса. Основной энергетический субстрат для молочнокислых бактерий, осуществляющих гомоферментативное молочнокислое брожение, — моносахара (в первую очередь, глюкоза) и дисахара (лактоза, мальтоза).
Распшг отдельных, существенных для бактерий углеводов завершается, как правило, абразованием трех главных моносахаров — глюкозы, фруктозы и галактозы, которые служат исходным материалом для осуществления различных реакций обмена веществ. Гомоферментативное молочнокислое брожение интересно тем, что в нем процесс сбраживания углевода наименее связан с конструктивным обменом, в результате чего 98 % углевода превращается в молочную кислоту.
Это объясняется тем, по углевод или совсем не расходуется, или используется в незначительном количестве„так как конструктивный обмен, за счет которого образуется масса бактерий, основан на использовании аминокислот среды. Молекулярный кислород не влияет на процесс молочно- кислого брожения, и клетки способны расти в его присутствии. Гомоферментативные молочнокислые бактерии являются факультативными анаэробами. В их клетках найдены флавиновые ферменты, с помощью которых кислород постепенно восстанавливается до перекиси водорода. Накопление перекиси замедляет окисление глюкозы, ингибирует рост. Лишь небольшая часть пирувата подвергается декарбоксилированию с превращением в уксусную кислоту, этиловый спирт, углекислоту и следы ацетоина.
В процессе гомоферменгативного молочнокислого брожения большая часть пирувата восстанавливается до лактата лактатдегидрогеназой. Оптическая активность образуемого лактата различна у разных бактерий и зависит от сгереоспецифичности этого фермента, а также от того, содержит ли клетка лактатрацемазу, превращающую Р-лактат в Х.-форму. Гомоферментативные молочнокислые бактерии включают морфологически разные группы — кокки (роды хас!ососсид,упер!ососаа, Регх!всосем) и палочковидные формы (род Хас!оЬас!!!из). Молярное содержание ГЦ в ДНК в ковках находится в пределах 33 — 44%, а в лактобациллах — 35 — 51%. При сбраживании глюкозы или глюконата образуют Р-, Х- или РХ-молочную кислоту без образования газа, не сбраживают рибозу и не нуждаются в тиамине. Представители гомоферментативных молочнокислых кокков рода Хасюссоесиз образуют в основном молочную кислоту в конфигурации Р-, а рода Рейосоесиз — в конфигурации РХ-.Гомоферментативные молочнокислые бактерии рода Хас!оЬас!!!из образуют разные формы молочной кислоты: Р-молочную кислоту — ХЬ.
г!е!ЬгиеКл', ХЬ. !е)ейетал1, ХЬ.Хелзепй, !.Ь. 1аег!А ХЬ. Ьи!8аг!сы; РХ-молочную кислоту — ЕЬ. Ье!ге!!сяз, ХЬ. ас!г!орЬ!Ы. Бактерии ЕЬ. ао!!атиз образуюг главным образом Х- молочную кислоту, но есть и следы Р:-молочной кислоты. Лактобапиллы ХЬ. саке/ во бар. саге!и РЬ. сазе! звЬзр. !о1егалз, ХЬ, сазе!зибгр гйатлозиз, ЕЬ.!ас!озяб ХЬ, ху1олы образукп Х- молочную кислоту, однако другис виды (ЕЬ. саад! зцбзр. рзсяг!ор1ал!агягл, ХЬ. сиггагиз) образуют РХ;молочную кислоту и сбраживают рибозу.
Гетероферментатианые молочнокислые бактерии Гетерофермензвтивные молочнокислые бактерии образуют лактат иным путем. Процесс гетероферментативного молочнокислого брожения более сложный, чем гомоферментативного типа. Последняя стадия, восстановление пирувата, такая же, как и при гомоферментативном молочнокислом брожении, но пируват образуется при расщеплении глюкозы исключительно по гексозомонофосфатному пути, а из ксилулозо- 5-фосфата образуются 3-фосфоглицериновый альдегид и ацетилфосфат. Затем 3-фосфоглицериновый альдегил превращается в пировиноградную кислоту, а уже из нее образуется как молочная кислота, так и этанол.
Ацетилфосфат отдает фосфат на АДФ, превращаясь в уксусную кислоту: В процессе брожения из одной молекулы глюкозы образуется 1 молекула АТФ. Итак, в процессе гетероферментативного молочнокислого брожения кроме лактата образуются значительные количества уксусной кислоты, этилового спирта, углекислого газа 468 и иных побочных нейтральных продуктов 1лиацетила, ацетоина), на это используются ло 50% сбраживаемых гексоз. Известен другой тип гетероферментативного молочно- кислого брожения, когда бактерии вместо этанола образуют другие спирты, например маннит (Ьеисоттос глегепгегоЫег1 или глицерин. Представителями гетероферменгативных молочнокислых бактерий являются некоторые палочковилные лактобациллы из родов 1.асюЬаа11т и Я(герьэЬасыггцт, вариабельные по форме бифидобактерии из рода В11)г1оЬасгепит и кокковые — род Ьеисапогюс.
При изучении молочнокислого брожения в динамике развития культур бьшо установлено, что химические превращения в среде изменяются по ходу развития. При сбраживаиии углеводов ясно можно различить две фазы. В первый период 1логарифмическая фаза роста бактерий) идет интенсивный синтез белков и других веществ клетки, более восстановленных, чем углеводы. В среде накапливаются более окислепные продукты обмена. Вторая фаза характеризуется замедлением биосинтеза и постепенным снижением окислительно-восстановительного потенциала в культуре.
44 1. МОРФОЛОГИЯ КЛЕТОК МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Для микроскопических исследований морфологии молочнокислых бактерий, выросших на молоке или молочных продуктах, готовят фиксированныс окрашенные препараты. Для этого бактериологическую петлю вводят в молочный сгусток и размазывают его по поверхности предметного стекла тонким слоем. Препарат сушат на воздухе, затем фиксируют смесью спирта с эфиром в соотношении 1: 1, несколько раз нанося смесь на мазок. Обработка препарата эфиром приводит к извлечению и удалению жира из мазка. Фиксированный препарат рекомендуют окрашивать метиленовым синим в течение 2 — 3 мин, поскольку именно этот краситель слабо окрашивает основной фон препарата (казеин молока) и хорошо прокрашивает клетки, что обеспечивает четкость препарата.
Молочнокислые бактерии неподвижны, не образуют спор, капсул, положительно окрашиваются по Граму. По форме клеток молочнокислые бактерии представляют собой кокки сферической или эллипсовидной формы и палочки разной длины и формы. Форма и длина клеток у различных культур одних и тех же видов молочнокислых бактерий часто зависит от состава среды, присутствия кислорода и способа культивирования.
Бактерии рода Гас1ососсиз — круглые или слегка овальные клетки, расположенные единично, парами или цепочками. Типичный представитель этого рода 2,. 1ас11з зц)эзр.1пс11з некоторые считают палочковидной формой„поскольку его клетки больше в длину, чем в ширину, а в сброженном молочном сгустке преобладают сочетания в виде диплококков. Сливочный лактококк 2.1ас11з зцбзр. сгетог1з отличается от предыдущего тем„что его клетки располагаются в виде длинных цепочек.
Большинство штаммов тсрмофильных стрептококков оггергососсиз 1ЬегторЬ11из также образуют длинные цепочки. Род 1зсюЬас111аг по морфологии характеризуются большим разнообразием — от коротких коккообразиых до нитевидных палочек длиной от 0,7 — 1,1 до 3,0 — 8,0 мкм, расположенных единично или собранных в цепочки.
Значительное увеличение длины клеток лактобацилл наблюдается при недостатке витамина Вп, культивировании в средах с высоким содержанием этилового спирта, антибиотиков, при воздействии на клетки лизоцима и ионизирующего излучения. Группа молочнокислых палочек по сво- 4б9 им свойствам разделяется на тсрмофилъные, мезофильные и газообразующие. Мезофильные палочки из подрода оггергоЬасгге!ит мельче и тоныпе термофильных, а газо- образующие бетабактерии (ВегаЬасгег!ит) по люрфологии сходны с мезофильными стрептобактериями.
Молочнокислые бактерии размножжтся делением перегородкой. Если клетки делятся в одной плоскости, зто приводит к образованию цепочек; когда же деление идет в двух плоскостях, образуются так называемые тетрады, характерныс для молочнокислых бактерий рода Регбасоссик Клетки бактерий рода 7.еисопохгос сферические, часто чечевицеобразные, делятся в двух плоскостях, образуя пары или тетрады.
Клетки рода Васгососсих делятся в одной плоскости, в результате чего образуются пары и цепочки кокков. Бактерии В(Вг(оЬасгег(ит Ь(Вс(ит представляют собой палочки, изогнутые, булавовидные и разветвленные, расположенные поодиночке, парами или цепочками, Ъ'-образно, палисадом или розеткой, иногда встречаются раздутые кокковидныс формы.
На атаровых средах бактерии формируют колонии сферические, часто чечевицеобразные, выпуклые бель!с или слегка кремового цвета. Форму колоний исследуют в глубине агара после засева его уколом или внесения в него небольшой петлей культуры, выросшей в жидкой среде. Термофильные молочнокислые палочки образуют шероховатые колонии, мезофильные, как правило, гладкие, округлой формы. ТЬ.Ьи(яаг(сиз на плотных средах образует мелкие характерные колонии в виле комочков ваты. Молочнокислые бактерии под влиянием факторов внешней среды часто подвержены диссоциации популяции на К-, б- и М-варианты, отличающиеся по генетическим, морфологическим и физиолого-биохимическим признакам. Ультраструктура клеток молочнокислых бактерий и ряда других грамположитсльных бактерий во многом похожа.
Внутренняя структура клеток может быть различной у отдельных видов. Иногда палочковидные формы содержат зерна метахроматина, который может образовывать в них крупные включения. Нахождение таких включений в клетках характерно для определенных видов рода ТЬеппоЬа~епит. Например, 7,асгоЬасз!!иг Ье!ге!!сиз и И. увлштГ можно отличить от ВЬ. Ьи!яаг!сиз и В. !асг!з по присутствию у последних метахроматиновых гранул, которые обнаруживаются при выращивании бактерий в молоке с глюкозой и дрожжевым автолизатом.
44.2. ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Простота внешней формы молочнокислых бактерий и строения их клетки делают чисто морфологическую классификацию молочнокислых бактерий затруднительной. Позтому культуральные и физико-биохимические признаки, наряду с морфологическими, занимают важное место. Из культуральных признаков используют характер роста на МПБ (пленка, муть, осадок)„тип колоний на МПА, рост в присутствии 4%-й )чаС! (осмотолерантность). По отношению к молекулярному кислороду бактерии являются факультативными анаэробами, но ВЯс(оЬасгепит Ь(7Ышп — строгие аназробы.
Молочнокислые бактерии каталазо- и оксидазо-отрицательные, не образуют пигмент, кроме 7.еисопозгос с(!гент, образующего капсулы и желтый пигмент, не восстанавли- 470 вают нитраты в нитриты. Однако описаны штаммы, по некоторым свойствам отличные от типичных. Они подвижны, восстанавливают нитраты в нитриты, образуют споры, дают положительную реакцию на каталазу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
